lgn 313 melhoramento genético -...
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Professores: Antonio Augusto Franco GarciaProfessores: Antonio Augusto Franco Garcia José Baldin PinheiroJosé Baldin Pinheiro
LGN 313LGN 313Melhoramento Melhoramento GenéticoGenético
Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”Departamento de Genética - ESALQ/USP
Segundo semestre - 2010
[email protected]@esalq.usp.br
7 Melhoramento de 7 Melhoramento de Espécies Autógamas Espécies Autógamas
(Métodos: Genealógico, da (Métodos: Genealógico, da População e SSD) População e SSD)
7.1 Introdução7.1 Introdução
a) Métodos para explorar a variabilidade genética existente nas populações:
• Seleção Massal: caracteres de alta h2;
• Seleção de Plantas Individuais com teste de progênie: caracteres de alta e baixa h2.
7.1 Introdução7.1 Introdução
b) Métodos em que a variabilidade deve ser gerada artificialmente:
• Método da População (Bulk);
• Método do Pedigree (Genealógico);
• Método do Descendente de uma Única Semente:
SSD (Single Seed Descent).
7.2 Método da População (7.2 Método da População (BulkBulk))
Autofecundar uma população segregante até que um nível desejado de homozigose seja atingido.
Hermann Nilsson-Ehle desenvolveu esse método no Instituto Svalöf, na Suécia (1908).
“…the future breeding work must concentrate itself mainly in crossing work. Yours very truly N. Nilsson-Ehle.”
7.2 Método da População (7.2 Método da População (BulkBulk))
F1
F2
Variedades escolhidas para o cruzamento
População (Bulk) – plantas colhidas em conjunto;
População (Bulk) – plantas colhidas em conjunto;
F3
7.2 Método da População (7.2 Método da População (BulkBulk))
F4População (Bulk) – plantas colhidas em conjunto;
Bulk é aberto – seleção de plantas individuais
Plantas espaçadas
Elevado grau de homozigose
F5
F6
Plantas em fileira
Poucas repetições
1 Local
7.2 Método da População (7.2 Método da População (BulkBulk))
F8 a F13
F7
Ensaio de Produção Preliminar
Poucas repetições
2 – 3 Locais
Ensaio de Produção
Muitas repetições
Vários Locais
NOVA VARIEDADE
7.2 Método da População (7.2 Método da População (BulkBulk))
Considerações:
Amostragem deve ser bem feita para não perder alelos favoráveis;
O nº de indivíduos deve aumentar com as gerações;
As populações são submetidas a seleção natural até a abertura do bulk (as condições edafoclimáticas devem representar aquelas onde a nova variedade será cultivada – favorecendo genótipos desejáveis);
7.2 Método da População (7.2 Método da População (BulkBulk))
Vantagens:
• Economia de mão-de-obra e possibilidade de mecanização;
• É possível conduzir mais de uma população simultaneamente;
• Maior proporção de indivíduos adaptados e competitivos (atenção com esse item, pois esses mais adaptados podem não ser os mais desejáveis).
7.2 Método da População (7.2 Método da População (BulkBulk))
Desvantagens:
• Geralmente, quando o principal caráter de interesse não é a semente, esse método não é interessante;
• Não permite avançar mais de uma geração por ano (demorado);
• A população segregante não pode ser usada para estudos de h2;
• Perda de alelos desejáveis pela seleção natural.
7.2 Método da População (7.2 Método da População (BulkBulk))
Observações:
Em 1985, foi responsável por apenas 4% das linhagens de soja nos Estados Unidos.
7.3 Método do Pedigree 7.3 Método do Pedigree (Genealógico)(Genealógico)
Seleção individual de plantas na população segregante e avaliação de cada progênie separadamente.
• Inicialmente proposto por Hjalman Nilsson.
• Louis de Vilmorin desenvolveu estudos independentes que deram origem ao método genealógico convencional.
• Descrição completa feita por Love (1927),• da Universidade de Cornell.
Universidade de Cornell – Departmento Melhoramento de Plantas e Genética
7.3 Método do Pedigree 7.3 Método do Pedigree (Genealógico)(Genealógico)
Variedades escolhidas para o cruzamento
F1
F2
Plantas espaçadas
Plantas espaçadas
7.3 Método do Pedigree 7.3 Método do Pedigree (Genealógico)(Genealógico)
F5
F3
F4
Plantas em fileira• seleção entre e dentro das fileiras
Progênies de Plantas em fileira• seleção entre e dentro das fileiras
Progênies de Plantas em fileira• seleção entre e dentro das fileiras
7.3 Método do Pedigree 7.3 Método do Pedigree (Genealógico)(Genealógico)
Alunos de graduação avaliando plantas na Universidade da Carolina do Norte (NCSU).
7.3 Método do Pedigree 7.3 Método do Pedigree (Genealógico)(Genealógico)
F6
Progênies de Plantas em fileira• seleção entre e dentro de fileiras
Progênies de Plantas em fileira• seleção entre fileirasF7
F8
Ensaio de Produção Preliminar• seleção entre fileiras
F9 a
F13
Ensaios de Produção
NOVA VARIEDADE
7.3 Método do Pedigree 7.3 Método do Pedigree (Genealógico)(Genealógico)
• ↑ a entre fileiras;
• ↓ a dentro de fileiras;2Gσ
2Gσ
Ao longo das gerações:
A genealogia dos materiais é mantida ao longo das gerações, seleção baseada no fenótipo e genótipo;
Até a geração F6 a seleção é feita visualmente, o que limita a
seleção de caracteres de baixa herdabilidade.
Considerações:
7.3 Método do Pedigree 7.3 Método do Pedigree (Genealógico)(Genealógico)
Vantagens:
• Controle do pedigree (grau de parentesco);
• Seleção e descarte precoces;
• Dados podem ser usados para estudos genéticos;
• Menor quantidade de linhagens puras para teste;
• Treinamento de jovens melhoristas.
7.3 Método do Pedigree 7.3 Método do Pedigree (Genealógico)(Genealógico)
Desvantagens:
• Demanda muito tempo (uma única geração por ano);
• Elevado gasto com mão-de-obra e campo experimental;
• Grande quantidade de anotações;
• Necessita pessoal qualificado.
7.3 Método do Pedigree 7.3 Método do Pedigree (Genealógico)(Genealógico)
Observações:
Muito popular até a década de 70, quando passou a ser substituído.
Em 1985, 18% das linhagens de soja foram desenvolvidas por esse método.
7.3 Método SSD (7.3 Método SSD (Single Seed Single Seed DescentDescent))
Seleção individual de plantas na população segregante e avaliação de cada progênie separadamente.
• Goulden (1939) - primeira referência: maximização do nº de linhagens homozigotas descendentes de diferentes plantas F2;
• Kaufmann (1961) – propôs “método aleatório”: avanços a partir de F2 de forma aleatória;
• Brim (1966) - descreveu e modificou o método: avançar gerações rapidamente até atingir determinado nível de homozigose pelo plantio de 2 a 3 sementes por planta F2 (garantir germinação), com posterior desbaste.
7.3 Método SSD (7.3 Método SSD (Single Seed Single Seed DescentDescent))
Variedades escolhidas para o cruzamento
F1
F2 Plantas espaçadas
F3 Plantas espaçadas
F4 Plantas individuais
7.3 Método SSD (7.3 Método SSD (Single Seed Single Seed DescentDescent))
F5 Plantas em fileiras
F6 Ensaio de produção preliminar
F7 a F13 Ensaios de produção
NOVA VARIEDADE
7.3 Método SSD (7.3 Método SSD (Single Seed Single Seed DescentDescent))
Vantagens:
• Redução do espaço e tempo necessários para o avanço das gerações;
•Não ocorre ação da seleção natural, que poderia eliminar indivíduos desejáveis;
• Fácil para conduzir populações, permite grande nº cruzamentos;
• Interessante para regiões temperadas, onde não é possível fazer mais de uma safra por ano.
• Não há perda por amostragem dos indivíduos F2;
• Não tem necessidade de fazer muitas anotações;
• É possível avançar mais de uma geração/ano;
• Melhor para caracteres de baixa h2.
7.3 Método SSD (7.3 Método SSD (Single Seed Single Seed DescentDescent))
Desvantagens:
• Há perda de variabilidade genética dentro de famílias;
• Risco de perder variabilidade se perder um indivíduo (doenças, pragas, déficit hídrico, enxarcamento...);
• Não ocorre recombinação nas linha selecionadas;
• Tem que avaliar grande número de linhagens para identificar as superiores;
• Pouca chance de seleção precoce.
7.3 Método SSD (7.3 Método SSD (Single Seed Single Seed DescentDescent))
Observações:
• Antes que o artigo de Brim (1966) completasse uma década de existência, mais de 1/3 dos melhoristas de cevada do Canadá já tinham aderido ao método SSD;
• Em 1985, 65% das linhagens de soja americanas foram desenvolvidas a partir do método SSD.
7.3 Método SSD (7.3 Método SSD (Single Seed Single Seed DescentDescent))
Variações do método:
Descendente de Uma Única Vagem - SPD (Single Pod Descent);
• Descendente de Uma Única Vagem com Seleção – SPDS (Single Pod Descent with Selection);
• Descendente de Uma Única Cova por planta F2 – SHD (Single Hill Descent);
• Descendente de Uma Única Cova por Planta F2 – SHDT (Single Hill Descent Thinned).
Referências Referências BibliográficasBibliográficas
1. Allard, R.W. Princípios do Melhoramento Genético das Plantas. Capítulos 11, 12 e 13. Ed. Edgard Blücher LTDA.
2. Borém, A. Melhoramento de plantas. Capítulos 13,14 e 15. Viçosa, MG: Editora UFV – Universidade Federal de Viçosa 1997.
3. Bueno, L.C.S; Mendes, A.N.G.; Carvalho, S.P. Melhoramento Genético de Plantas – Princípios e Procedimentos. Capítulos 7,8 e 9. Ed. UFLA, 2001.
4. Ramalho, M.A.P.; Abreu, A.F.B.; Santos, J.B. Melhoramento de Espécies Autógamas. Capítulo 9. In. Recursos Genéticos & Melhoramento – plantas. Rondonópolis, MT. Fundação MT. Nass, L.L.; Valois, A.C.C.; Melo, L.S.; Valadares-Inglis, M.C. (Eds.).
SitesSites
• North Carolina State University: http://cuke.hort.ncsu.edu/breeding/
• IRRI – materiais de treinamento – melhoramento de arroz. http://www.knowledgebank.irri.org/ricebreedingcourse/Training_materials.htm
• Theagricos - Knowledge Breeder - http://theagricos.com/plant-breeding/